不受波速影响的特高压直流输电线路单端故障测距方法

现行特高压直流输电线路故障测距大多采用行波法,但单端/双端行波测距受行波波速影响较大,加上输电线路弧垂效应,测距精度较差。利用对端行波到达本端测距装置的时刻,通过公式推导消除行波波速的影响,推导出一种不受波速影响的特高压直流输电线路单端故障行波测距方法,将无需准确计算线路沿线波速也能实现直流输电线路故障测距。在PSCAD/EMTDC中搭建哈郑±800 kV特高压直流输电系统模型,在不同故障位置和不同过渡电阻下进行仿真。大量仿真结果表明,该改进单端测距方法不受输电线路沿线波速和故障位置影响且耐受过渡电阻能力强。     

不受波速影响的输电线路单端行波故障测距研究

现有输电线路行波故障测距方法,不论单端法还是双端法都会由于故障发生时行波波速的不确定．以及输电线路正常弧垂的影响,从而导致故障测距结果不精确。立足于现有输电线路行波故障测距原理．提出了一种新型的单端行波故障测距方法,通过小波变换得到故障初始行波、故障点反射行波和对端母线反射行波到达母线的时间．在此基础上求解3个距离与时间的方程,得到不受波速影响的故障测距结果。理论上该方法不受行波波速和线路弧垂的影响．仿真分析也证明了其正确性．     

基于三端行波测量数据的输电线路故障测距新方法

行波波速的不确定性往往给行波故障测距带来较大误差.目前消除波速影响的单、双端行波故障测距方法中,常存在折反射后的行波衰减至不可测量的问题,此情况下该方法将失效或存在很大误差.在行波故障测距原理基础上,提出了一种新型的不受波速影响的输电线路三端故障测距方法,检测故障行波渡头到达故障线路本端、对端以及相邻线路对端共3个母线测量点的时刻,由这3个时间参数得到的故障距离表达式中消除了波速的影响和线路弧垂造成的误差.仿真结果表明,该方法定位精度高且简单、可靠.     

小电流接地系统故障定位新方法

故障行波波头到达时刻、行波速度和线路弧垂是影响小电流接地系统故障行波定位的主要因素。在分析小电流接地系统故障特征、Hilbert-Huang变换(HHT)、行波测距的基础上,将HHT引入到故障行波波头的提取中,利用端点极值点平行延拓法来抑制HHT端点效应,并对传统的行波测距算法进行改进,消除了波速和线路弧垂对行波测距精度的影响。Matlab仿真结果表明所提方法在小电流接地系统故障定位中的有效性和准确性,并与小波变换方法进行了对比。     

输电线路双端行波故障定位新算法

双端行波故障定位原理简单,但受行波波速的不确定、输电线路长度差异以及行波波头到达时间记录不准确等因素的影响,容易出现较大的定位误差.在常规双端行波故障定位原理的基础上,提出了一种新型输电线路双端行波故障定位算法,通过记录故障初始行波到达线路两端的时刻、参考端记录的故障点反射行波和对端母线反射行波到达时刻,解方程组得到不受波速和线路弧垂影响的故障定位结果.实际应用结果表明,该算法具有较高的定位精度.     

消除波速影响的三端式行波故障测距方法

为了进一步提高输电线路行波测距方法的准确性,在分析波速不确定性导致的测距误差的基础上,提出一种消除波速影响的三端式行波故障测距算法。该方法通过在线路两端以及线路中间任一确定位置装设带有时间同步模块的行波测距装置,应用网格分形算法提取线路故障时初始行波的到达时间,基于行波传输距离与传播时间成正比,建立了关于故障初始行波到达各测量点时间的故障测距公式。理论分析与仿真结果均表明该方法不受行波传输速度的影响,能够有效提高输电线路故障定位的准确度。     

一种新型的输电线路双端行波故障定位方法

针对行波故障测距技术中行波检测准确性和行波波速对测距精度的影响,提出一种新的双端行波故障定位方法。首先,介绍了变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和 Teager能量算子(Teager Energy Operator,TEO)的特点,并将VMD与TEO相结合应用于故障行波波头的检测。其次,在双端行波故障测距原理的基础上,根据故障行波的传播路径,推导出一种不受行波波速和线路实际长度变化影响的行波故障测距新算法。该算法不需要检测行波反射波的波头,测距原理简单。最后,通过EMTDC仿真验证方法的正确性和准确性。大量的仿真结果表明该方法行波波头检测效果较好,测距准确度较高。     

基于静态小波变换的 T 型输电线路行波测距方法

针对现有 T 型输电线路行波测距算法易受行波波速影响的不足,提出一种新的 T 型输电线路行波测距方法.采用 Clarke 变换将相电流转换为独立的模电流,对模电流进行静态小波变换(static wavelet transform,SWT)处理,实现各行波浪涌到达各母线端时刻的标定.首先利用首波头到达三端母线的3个初始时刻定义隶属度,给出利用隶属度实现故障支路判别的判据.运用已有的两端测距公式推导三端测距公式,实现 T 型线路故障点测距.研究了 T 节点附近的3种可能性故障情况,提出三次测距方法,使 T 节点附近故障测距问题得到很好的解决.与现有测距方法相比, SWT 具有时间不变性,故障点的测距过程中充分利用 T 型输电线路的三端测量数据,测距公式中不含波速,因此,所提方法具有测距可靠且精度高的特点. ATP/EMTP 仿真验证表明,所提 T 型输电线路行波测距方法简单可行,且不受过渡电阻、故障类型等因素的影响     

与波速无关的输电线路双端行波故障测距研究

根据现有的输电线路双端行波故障测距原理,提出一种与波速无关的双端行波测距方法。采用小波变换法对行波信号进行分析,判断故障初始行波和故障点反射行波到达线路两端母线的时间,求解一组由距离、时间和速度组成的方程组,得到与波速无关的故障测距公式。理论上该方法不受行波波速的影响,并且具有较高的测距精度。通过Matlab软件仿真,证明了该方法的有效性和正确性。     

与波速无关的输电线路双端行波故障测距研究

根据现有的输电线路双端行波故障测距原理,提出一种与波速无关的双端行波测距方法.采用小波变换法对行波信号进行分析,判断故障初始行波和故障点反射行波到达线路两端母线的时间,求解一组由距离、时间和速度组成的方程组,得到与波速无关的故障测距公式.理论上该方法不受行波波速的影响,并且具有较高的测距精度.通过Matlab软件仿真,证明了该方法的有效性和正确性.     

T型线路的行波精确故障测距新方法

在行波故障测距原理基础上,对T型线路的行波故障测距方法进行了研究,提出了综合利用T型线路的三端测量数据进行故障测距的思路,并依此提出了故障分支判别的新判据和故障点测距的新方法。分支判别判据考虑了实际测距误差因素对分支误判情况的影响,确保分支判别的有效性;故障点的测距过程中充分利用T型线路的三端测量数据,提出了利用三端数据进行故障测距的新方法。同时,测距表达式中消去了波速不确定性对测距结果的影响,并且一定程度上消除了线路弧垂对测距结果带来的误差。ATP/EMTP仿真结果表明,所提方法可以对T型线路进行精确的故障分支判别和故障点的测距。     

考虑线路长度变化的T型线路行波测距

针对现有的T型行波故障测距算法不能适应线路长度变化的问题,提出一种新的T型线路行波故障测距算法。该算法在T型线路故障测距方法的基础上,利用三端计算故障发生的绝对时刻或者波速的大小关系来判断故障是否发生在某一支路上,进而计算故障点的距离。考虑到线路长度变化的影响,给出了T节点附近故障时可能造成误判的距离范围。分支判别判据与测距表达式都充分用到了三端测量数据,并在一定程度上消除了弧垂和线路长度变化对其带来的误差。EMTP仿真结果表明,该方法正确,且克服了线路长度变化的影响。     

基于零空间追踪的混合三端直流输电线路故障测距方法

针对目前行波测距法波头检测算法存在的缺陷,提出了一种基于零空间追踪算法的混合三端直流输电线路故障测距方法。首先,用能改善模态混叠的零空间追踪算法对故障信号进行分解,再与Teager能量算子结合标定行波波头,获取行波到达测量点的时刻;其次,利用两端行波到达的时间差判断故障分支。最后,依据行波测距的机理,提出一种不受波速影响的故障测距法。仿真结果表明,该方法具有较高的准确度,基本不受故障位置、过渡电阻和故障类型等因素的影响。     

输电线路雷击组合测距新算法

针对现有输电线路雷击定位方法存在的诸多缺点,提出一种新的测距算法。该算法综合考虑雷电定位系统(LLS)和单端行波测距法的特点及适用性。首先利用现有LLS判断出雷击的大致距离,然后利用该距离及线路参数来准确识别故障点反射波和对端母线反射波到达测量端的时刻,进而利用单端行波测距法精确测得雷击距离。该算法克服了地理环境、探测站距离等因素对LLS定位精度的影响,以及单端行波测距因无法准确辨识故障特征波前而导致测距精度无法保证的不足。在雷击故障时,测距公式充分利用测量数据,消除了波速不确定的影响,并在一定程度上消除了弧垂和线路长度变化对其带来的影响。EMTP仿真结果验证了该算法的正确性,并且测距精度得到很大的提高。     

输电线路单端行波故障测距新算法

输电线路发生故障后,行波从故障点出发向不同方向行进,基于单端行波测距原理,故障点反射波以及其他折射反射行波到达检测母线的各个行波波头极性组合,反映了线路的不同故障区段,可以直接判断出故障点所属区段。文中对随机故障发生的4个区段,利用各类行波到达检测母线的时间,分别推导了不受行波速度影响的故障测距算法。现场应用验证了该算法的有效性。     

利用故障线路暂态波形的新型故障测距方法

分析了故障暂态电流行波的基本理论,在此基础上提出了一种新的单端行波故障测距原理,即利用故障线路暂态行波的现代行波故障测距原理,并将其划分为2种运行模式,标准模式下的原理是利用在线路测量端感受到的由本端分闸初始行波浪涌形成的第1个正向行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算测量点到故障点之间的距离,而扩展模式下是利用在线路测量端感受到的由对端分闸初始行波浪涌透过故障点到达本端时产生的第1个正向行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算测量点到故障点之间的距离,理论分析和实测波形分析均表明该原理是可行的,并可以同时适用于永久性故障和瞬时性故障,而且不受电压过零故障的影响,在标准模式下还不受线路对端母线反射波的影响,从而克服了现有单端行波故障测距原理所存在的不足.     

利用故障线路暂态波形的新型故障测距方法

分析了故障暂态电流行波的基本理论,在此基础上提出了一种新的单端行波故障测距原理,即利用故障线路暂态行波的现代行波故障测距原理,并将其划分为2种运行模式,标准模式下的原理是利用在线路测量端感受到的由本端分闸初始行波浪涌形成的第1个正向行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算测量点到故障点之间的距离,而扩展模式下是利用在线路测量端感受到的由对端分闸初始行波浪涌透过故障点到达本端时产生的第1个正向行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算测量点到故障点之间的距离,理论分析和实测波形分析均表明该原理是可行的,并可以同时适用于永久性故障和瞬时性故障,而且不受电压过零故障的影响,在标准模式下还不受线路对端母线反射波的影响,从而克服了现有单端行泼故障测距原理所存在的不足。     

一种反应输电线路故障行波的测距方法

分析了故障暂态电流行波的基本理论,提出了一种故障测距原理,以同母线上任一"有限长"非故障线路作为参考线路,通过比较由故障线路暂态电流行波与该参考线路暂态电流行波形成的反向行波浪涌与其对应的正向行波浪涌的极性,识别来自故障方向的行波浪涌,消除了来自参考线路的暂态行波浪涌的影响。通过以本原理构成的故障测距系统进行实际检验,测距精度明显高于目前故障录波器的测距精度。理论分析和实测波形分析均表明该原理是可行的,并可以同时适用于永久性故障和瞬时性故障,而且不受电压过零故障的影响,在标准模式下还不受线路对端母线反射波的影响。     

基于行波瞬时振幅的高压直流输电线路故障测距方法研究

在研究高压直流输电线路行波到达时刻与行波特定瞬时振幅关系的基础上,分析瞬时振幅影响行波测距的机理,提出一种基于瞬时振幅的三端行波故障测距方法。利用希尔伯特黄变换形成故障暂态信号的瞬时振幅一阶微分图,根据瞬时振幅一阶微分图确定行波到达时刻与该时刻特定的瞬时振幅,形成高压直流输电线路故障测距算法。Simulink仿真实验结果表明,该方法与小波变换或行波瞬时频率的定位方法相比,具有更高的定位精度,几乎不受故障距离、故障类型、故障电阻的影响。     

T型线路的行波测距原理与算法

针对已有的T型线路行波故障测距算法测距结果易受行波波速影响的不足,提出一种新的T型线路行波故障测距算法。该算法根据相同条件下行波波速相等的原理,在已知线路长度和故障电流初始行波到达线路三端的时间的情况下,无需行波波速精确值参与判断和计算,排除了其对故障支路判断和部分情况下测距精度的影响,且在T节点附近不存在死区。通过大量Matlab仿真表明,该算法计算简单,测距精度较高,能够满足故障定位的要求。